[发明专利]一种用于深空测控信号的快速捕获方法

权利要求书

1.一种用于深空测控信号的快速捕获方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：接收深空测控信号经过宽带抗混叠滤波器后，再通过A/D变换为数字信号；

步骤二：对深空测控信号进行数字下变频和降采样处理，对降采样的信号进行FFT变换，并在频域进行信号检测，从而完成中等信噪比40dB/Hz以上情况的信号捕获；对于较低信噪比的深空测控信号的捕获，则进入步骤三；

步骤三：采用多相滤波信道化接收机将深空测控信号进一步进行并行下变频和降采样处理，将其划分为多个并行的子带；

步骤四：对每一个并行的子带，采用基于FFT的频域校正的方法，完成深空测控信号频率的快速捕获，并将频率估计输出送至锁相环；

在步骤二中，其采用的是常用的BPSK-PM深空通信体制，BPSK-PM信号的副载波采用BPSK调制方式，主载波采用PM调制方式；在信号捕获阶段，采用标准周期图估计法进行大范围的频率搜索；

在步骤三中，采用抽取的方法来降低信号的输出速率；为解决D倍抽取多相滤波器在频域上不连续的问题，采用重叠一半多相滤波器组；采用重叠一半信道化接收机，并把混频放在滤波抽取之后。

2.如权利要求1所述的一种用于深空测控信号的快速捕获方法，其特征在于：所述多相滤波信道化接收机射频前端下变频后输出的中频信号用以下公式表示：

其中：A表示信号幅度；f_c为主载波中心频率；K_PM表示调相指数；A_m表示调制在副载波上的BPSK信号；f_m为副载波频率，其取值远小于主载波中心频率；f_offset为主载波频偏；r_ramp为频率斜升，即单位时间内频率变化量；和分别为PM调制的初相位和副载波的初相位。

3.如权利要求1所述的一种用于深空测控信号的快速捕获方法,其特征在于：所述FFT输出的信噪比SNRO为：

SNRO＝SNRI-10*log10(B) (2)

其中，B为FFT的频率分辨率，SNRI为输入信噪比；

对于中等信噪比，假设降采样后的采样速率为f_s，FFT点数为N，则FFT的频率分辨率为B＝f_s/N，如果FFT输出的信噪比SNRO满足大于18dB以上，则可以获得99％的捕获概率；

此时设定一个信噪比门限值，将SNRO与其相比，如果大于门限，将模式控制设为1，表明在中等信噪比及以上检测到信号，输出频率估计值；否则进行低信噪比条件下的信号检测。

4.如权利要求1所述的一种用于深空测控信号的快速捕获方法,其特征在于：所述频域校正的具体做法是将多普勒变化率按照一定的步进分档，求出每一档变化率的频域表达式，并用该频域表达式与子信道的FFT输出进行循环卷积，求出信噪比后与门限值相比，超过门限值则认为捕获到信号，否则认为没有捕获到信号。